2013年1月10日
基于探头的共聚焦激光内窥显微技术可在膀胱镜检查期间实现对人体泌尿道的实时显微成像,以细胞级分辨率动态观察膀胱癌等病理状态。内窥显微技术可提高标准白光内窥镜检查的诊断准确性,并为术中提供影像引导,从而改善手术切除效果。
以下实验的目的是在一名接受经尿道膀胱肿瘤切除术的患者中,演示使用探头式共聚焦激光内窥显微镜进行的活体显微成像。该过程首先通过白光膀胱镜检查观察膀胱的整个尿路上皮,并记录任何异常或可疑的黏膜病变。第二步,向膀胱内灌注对比剂,以提供共聚焦激光内窥显微镜成像所需的荧光对比。第三步,对每个感兴趣区域进行活体显微成像,观察并记录组织的细胞微结构及血管特征。
最终,可将活体显微镜检查结果与感兴趣区域活检组织的组织病理学分析进行比较。本操作将由泌尿外科医生 Joseph Leal 博士进行演示,他开发了基于探头的共聚焦激光内窥显微镜在泌尿道中的应用。受试者取截石位后,首先采用标准白光膀胱镜检查,将硬性膀胱镜经尿道插入,利用白光观察膀胱各区域。
使用切除环标记共聚焦激光内窥显微镜的感兴趣区域。在此步骤中,可采用其他宏观光学成像方式,如荧光膀胱镜和窄带成像,以识别额外的可疑区域;随后使用60毫升注射器连接导尿管,无菌插入膀胱,并通过重力灌注稀释的对比剂。
接下来,夹闭导尿管以使造影剂在膀胱内停留。五分钟后,将造影剂从膀胱中排出。然后将240至300毫升生理盐水倒入60毫升注射器中,用于冲洗膀胱内残留的造影剂,以便进行荧光素的静脉注射。
用注射器抽取1毫升荧光素。将注射器连接至静脉通路,以静脉推注方式注入0.5至1毫升荧光素,并用生理盐水冲洗管路。注入造影剂后,从包装中取出无菌的共聚焦激光内窥显微成像探头,并将其连接至激光扫描单元。
接下来,根据制造商的说明对成像探头进行预热和校准,然后将带有0度镜头的硬性膀胱镜重新插入膀胱。现在,在白光下将共聚焦内窥显微成像探头沿膀胱镜的工作通道推进,使探头尖端刚好伸出膀胱镜末端。当成像探头扫描感兴趣区域时,定位先前标记的感兴趣区域。
记录图像以供后续分析。然后通过操作者的手控制共聚焦内镜显微成像,将探头直接快速接触感兴趣区域,以实现对这些区域的光学切片。
轻柔地增加和降低成像探头的压力,同时保持直接接触,以到达位于膀胱内部的肿瘤。使用标准AL肘部连接器和桥接装置,以促进成像探头的偏转,从而与目标区域实现直接接触。如有需要,可从共聚焦激光内窥显微镜扫描过的相应目标区域获取冷切活检样本。
成像完成后,将共聚焦内窥显微成像探头从工作通道中取出。进行此操作时,需注意在成像前用液体冲洗膀胱内多余的荧光素,并保持探头与黏膜表面呈90度接触。此第一张图像来自一次典型的白光膀胱镜检查,显示经血管内染色的乳头状肿瘤。
注意图像底部可见的 2.6 毫米成像探头。这两幅图像分别为使用膀胱内注射和静脉注射荧光素钠所获得的、来自两个不同膀胱肿瘤的代表性共聚焦激光内窥显微图像。由于成像探头可在不同类型的膀胱镜之间互换,共聚焦激光内窥显微技术可与其他新兴成像模式相结合,从而提高单一技术的诊断准确性,包括此处所示的荧光膀胱镜检查以及此处所示的窄带成像。
因此,该方法可能为膀胱癌的研究提供新的见解,并可应用于其他系统,如上尿路尿路上皮癌,这类癌症在活检中可能难以诊断。
查看完整文字稿并访问数千部科学视频
本研究展示了在膀胱镜检查期间使用基于探针的共聚焦激光内窥显微成像技术对人类泌尿道进行实时成像的方法。该技术能够以细胞级分辨率动态观察膀胱肿瘤,有望提高诊断准确性和手术引导效果。
基于探针的共聚焦激光内窥显微技术可在膀胱镜检查期间实现泌尿道组织的实时、高分辨率成像,有助于膀胱癌的早期检测并指导手术切除。该技术通过提供细胞水平的可视化图像,补充组织病理学分析,从而提高诊断信心,减少病灶特征判断的不确定性。该技术与标准内镜工作流程的整合,为改善尿路上皮癌管理中的风险分层提供了转化路径。
该方法通过提供基于成像的表型读出结果,融入从早期靶点假设验证到先导化合物鉴定及临床前验证的整个发现流程。